DE19627027C1

DE19627027C1 - Sheath wave trap for movable cable especially of NMR local antenna

Info

Publication number: DE19627027C1
Application number: DE1996127027
Authority: DE
Inventors: Axel Dipl Ing Friedrich; Ralf Kroener
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1996-07-04
Filing date: 1996-07-04
Publication date: 1997-06-26
Anticipated expiration: 2016-07-05

Abstract

The trap is based on a resonant circuit (7) coupled inductively to the cable (4) outside an enclosure in which the local antenna is attached to a patient within the field of a system of coils. A rectangular conductive loop (9) has a coupling length (10) laid parallel to the cable, with a gap in the opposite length (11) bridged by a capacitor (12). The inductance and capacitance determine the resonant frequency of the circuit which preferably is held stationary while the cable moves to and fro in the direction of its length. Alternatively the coupling length may take the form of a tube through which the cable is threaded.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Mantelwellensperre für ein bewegliches Kabel, insbesondere für das Zuleitungskabel einer Lokalantenne eines Magnetresonanzgeräts.The invention relates to a standing wave barrier for a flexible cable, especially for the supply cable a local antenna of a magnetic resonance device.

Mantelwellensperren verhindern eine Einkopplung externer hochfrequenter Felder auf den Außenleiter einer erdun symmetrischen Signalleitung, z. B. einer Koaxialleitung. Die externen Felder können von einer an die Leitung angeschlos senen symmetrischen Antenne oder auch von anderen Sendeanten nen eingekoppelt werden. Daher müssen Mantelwellensperren speziell auch in Zuleitungen zu Lokalantennen in diagnosti schen Magnetresonanzgeräten eingesetzt werden. Die bisher vorgeschlagenen Mantelwellensperren - man vergleiche bei spielsweise die DE-OS 38 11 983 und die DE 44 18 202 C1, bei denen ein Abschnitt des abzuschirmenden Kabels zu einem Toroid gewickelt worden ist - sind grundsätzlich starr mit dem gegen eine Einkopplung hochfrequenter Felder zu schüt zenden Kabel verbunden. Dies hat zur Folge, daß bei nicht festverlegten Kabeln, also insbesondere bei über Rollen ge führten Zuleitungskabeln zu Oberflächenspulen in Magnetre sonanzanlagen, eine Mantelwellensperre entweder überhaupt nicht eingebaut wird oder aber erhebliche Probleme bei der Umlenkung der Kabel über Rollen in Kauf genommen werden müs sen.Shock wave barriers prevent external coupling high-frequency fields on the outer conductor of an earth symmetrical signal line, e.g. B. a coaxial line. The External fields can be connected to the line from one its symmetrical antenna or other transmitters be coupled. Therefore, jacket wave barriers especially in feed lines to local antennas in diagnostics magnetic resonance devices are used. The so far proposed standing wave barriers - compare for example, DE-OS 38 11 983 and DE 44 18 202 C1 a section of the cable to be shielded to one Toroid has been wound - are basically rigid with to protect against the coupling of high-frequency fields connected cable. As a result, at fixed cables, so especially when using ge rolls led supply cables to surface coils in Magnetre sonanzanlagen, a standing wave barrier either at all not installed or significant problems with the Redirection of the cables via rollers must be accepted sen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Mantel wellensperre der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß sie problemlos auch für bewegliche Kabel eingesetzt wer den kann, ohne daß beispielsweise bei der Umlenkung über Rol len irgendwelche Schwierigkeiten auftreten können. The invention is therefore based on the object of a jacket to design a wave barrier of the type mentioned at the beginning, that they can be used for moving cables without any problems that can without, for example, when deflecting via Rol len any difficulties may arise.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Mantelwellensperre erfin dungsgemäß gekennzeichnet durch einen gegenüber dem Kabel frei verschiebbaren, induktiv an das Kabel angekoppelten Re sonanzkreis.A mantle wave barrier is invented to solve this problem appropriately characterized by one opposite the cable freely movable, inductively coupled to the cable Re sonanzkreis.

Durch die erfindungsgemäße Trennung der Mantelwellensperre vom Zuleitungskabel kann die Mantelwellensperre beispiels weise ortsfest im Bereich der Magnetöffnung, also möglichst in einem Bereich, in dem Störfelder bereits nicht mehr in nennenswertem Maß auftreten können, angeordnet sein und das Kabel wird bei der Verschiebung des Patiententisches lose an der Mantelwellensperre vorbeigeführt, so daß die eingangs be schriebenen Probleme mit der Umlenkung des Kabels über Rollen völlig gegenstandslos sind, da ja das Kabel nicht mit irgend welchen Verdickungen, wie bei bisherigen Mantelwellensperren, versehen ist. Mit besonderem Vorteil kann dabei in Ausgestal tung der Erfindung vorgesehen sein, daß der Resonanzkreis we nigstens eine in einer die Kabellängsachse enthaltenden Ebene liegende, im wesentlichen reckteckförmige verlustarme Leiter schleife mit einem zum Kabel parallel verlaufenden Ankoppel schenkel umfaßt, wobei dieser bevorzugt mit Führungseinrich tungen für das Kabel versehen sein soll, um sicherzustellen, daß die Parallelausrichtung des Kabels zum Ankoppelschenkel trotz der nicht starren Verbindung der Teile miteinander stets gewährleistet ist und damit die gute induktive Verkopp lung sichergestellt ist. Am einfachsten gestaltet sich dabei die Ausbildung der Führungseinrichtung für das Kabel, wenn - wie gemäß einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist - der Ankoppelschenkel als ein das Kabel mit Spiel aufnehmendes Rohr ausgebildet ist. Die Leiterschleife kann in diesem Fall im einfachsten Fall durch einen an das Rohr angesetzten C-förmigen Bügel komplettiert sein. Selbst verständlich sind auch Mehrfachwindungen denkbar, wobei dann jede weitere Windung wiederum einen zum Rohr, also dem Ankop pelschenkel an das Kabel, parallelen Zusatzankoppelschenkel aufweisen soll.Due to the separation of the standing wave barrier according to the invention from the supply cable, the jacket wave barrier can for example as stationary in the area of the magnet opening, so if possible in an area where interference fields are no longer in significant amount can occur, be arranged and that Cable is loosely attached when the patient table is moved passed the standing wave barrier, so that the be wrote problems with the deflection of the cable over rollers are completely irrelevant, since the cable is not with any what thickenings, as with previous jacket wave barriers, is provided. With particular advantage can be in Ausgestal device of the invention be provided that the resonant circuit we at least one in a plane containing the longitudinal axis of the cable horizontal, essentially square-shaped low-loss conductors loop with a coupling parallel to the cable includes legs, this preferably with a guide device cable should be provided to ensure that the parallel alignment of the cable to the coupling leg despite the non-rigid connection of the parts to each other is always guaranteed and thus the good inductive coupling is ensured. The easiest way to do this the training of the guide device for the cable if - as according to another feature of the present invention is provided - the coupling leg as a with the cable Game receiving tube is formed. The conductor loop In this case, in the simplest case, can be sent to the Pipe attached C-shaped bracket to be completed. Yourself multiple turns are understandably conceivable, whereby then each further turn in turn one to the pipe, i.e. the ankop fur leg to the cable, parallel additional coupling leg should have.

Der für die Ausbildung als Resonanzkreis notwendige Konden sator kann am einfachsten als Überbrückung in einen aufge trennten Schenkel der Leiterschleife eingebaut sein, wobei bevorzugt ein einstellbarer Abstimmkondensator vorgesehen sein sollte, um eine exakte Nachabstimmung auf die abzuschir menden Hochfrequenzen, beispielsweise eines Magnetresonanz geräts, durchführen zu können.The condens required for training as a resonance circuit sator is easiest to use as a bridge in one separate legs of the conductor loop, where preferably an adjustable tuning capacitor is provided should be, in order to an exact adjustment to the shield emitting high frequencies, for example a magnetic resonance device to be able to perform.

Für einen verbesserten Abgleich kann auch eine zusätzliche serielle Induktivität dienen, die in Serie zum Kondensator in die Leiterschleife mit eingebaut werden kann.An additional adjustment can also be made for an improved adjustment serve serial inductance which are in series with the capacitor in the conductor loop can also be installed.

Schließlich liegt es auch noch im Rahmen der Erfindung, den Resonanzkreis in einem Abschirmgehäuse anzuordnen, so daß die Einkopplung von Störfeldern unmittelbar in den Resonanzkreis verhindert ist, falls die Mantelwellensperre nicht weit genug von der Hochfrequenzstörungsquelle entfernt angeordnet werden muß.Finally, it is also within the scope of the invention Arrange resonant circuit in a shielding housing, so that the Coupling of interference fields directly into the resonance circuit is prevented if the jacket shaft barrier is not far enough be located away from the radio frequency interference source got to.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung er geben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einiger Ausfüh rungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigenFurther advantages, features and details of the invention he give some information from the following description Example and based on the drawing. Show

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Magnetresonanz geräts mit einem verfahrbaren Tisch für den Patien ten und einem entsprechend über Rollen umzulenken den Zuleitungskabel zu einer Lokalantenne, Fig. 1 is a schematic representation of a magnetic resonance apparatus th with a movable table for the patien and a deflecting rollers according about the supply cable to a local antenna,

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des Umlenkbereichs 11 des Kabels mit einer externen Mantelwellensperre, Fig. 2 is an enlarged view of the deflecting region 11 of the cable to an external sheath wave trap,

Fig. 3 eine abgewandelte Ausführungsform einer Mantelwel lensperre mit zusätzlichen Kondensatoren und Induk tivitäten, und Fig. 3 shows a modified embodiment of a Mantelwel lens lock with additional capacitors and inductivities, and

Fig. 4 eine weitere abgewandelte Ausführungsform einer er findungsgemäßen mantelwellensperre mit mehreren Leiterschleifen. Fig. 4 shows a further modified embodiment of a he inventive shaft lock with several conductor loops.

Die Fig. 1 zeigt schematisch, wie ein Patientenauflagetisch 1 mittels einer Schlittenführung im Innern eines lediglich ganz schematisch angedeuteten Magnetresonanzgeräts 2 mit einem Spulensystem 3 verfahren wird, wobei das Zuleitungs kabel 4 zu einer als Oberflächenspule dargestellten Lokalan tenne 5 mit der Verschiebung des Patientenauflagetisches 1 nachgezogen und dabei über Rollen 6 umgelenkt wird. Erfin dungsgemäß ist die eigentliche außerhalb des Geräts angeord nete Mantelwellensperre 7 - zusätzlich könnte noch eine sta tionäre Mantelwellensperre 8 unmittelbar nach der Lokalan tenne 5 vorgesehen sein - ortsfest an einer beliebigen Stelle angeordnet und dabei als Resonanzkreis ausgebildet, der le diglich induktiv an das Kabel 4 angekoppelt ist. Zu diesem Zweck ist in der einfachsten Ausführungsform die Mantelwel lensperre durch eine Leiterschleife 9 gebildet, die im we sentlichen rechteckförmig ausgebildet ist, wobei der eine ihrer Schenkel, der Ankoppelschenkel 10, parallel zum Kabel 4 verläuft, während ein anderer Schenkel, im dargestellten Aus führungsbeispiel der diesem Schenkel 10 gegenüberliegende Schenkel 11, aufgetrennt ist und die Trennstelle durch einen Kondensator 12 überbrückt. Die Induktivität der Leiterschlei fe 9 und die Kapazität des Kondensators 12 bestimmen dessen Eigenresonanz, die auf die zu entstörende Hochfrequenz des Magnetresonanzgeräts 2 abgestimmt werden muß. Fig. 1 shows schematically how a patient support table 1 is moved by means of a slide guide inside a magnetic resonance device 2 , which is only indicated very schematically, with a coil system 3 , the supply cable 4 being pulled to a local antenna 5 shown as a surface coil with the displacement of the patient support table 1 and is deflected via rollers 6 . Invention according to the actual outside of the device angeord designated sheath wave barrier 7 - in addition a sta tionary sheath wave barrier 8 could be provided immediately after the local antenna 5 - fixed at any point and thereby formed as a resonant circuit, the le diglich inductive to the cable 4th is coupled. For this purpose, in the simplest embodiment, the Mantelwel lens lock is formed by a conductor loop 9 which is essentially rectangular, one of its legs, the coupling leg 10 , parallel to the cable 4 , while another leg, in the exemplary embodiment shown the leg 11 opposite this leg 10 is separated and bridges the separation point by a capacitor 12 . The inductance of the conductor loop 9 and the capacitance of the capacitor 12 determine its natural resonance, which must be matched to the high frequency of the magnetic resonance device 2 to be suppressed.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist dem Kondensator 12 ein einstellbarer Abstimmkondensator 12′ parallelgeschal tet und gleichzeitig ist noch eine zusätzliche serielle In duktivität 13 vorgesehen, so daß sich die Leiterschleife 9 besonders einfach bei der Arbeitsfrequenz auf Resonanz ab gleichen läßt. Das entscheidende unterschiedliche Merkmal des Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 gegenüber dem nach Fig. 2 besteht in der Ausbildung des Ankoppelschenkels 10′ als Rohr, welches das Kabel 4 mit Spiel umgibt. Durch diese rohrförmige Ausbildung wird gleichzeitig die Parallelausrichtung des An koppelschenkels zum Kabel sichergestellt und es bedarf keiner zusätzlichen Führungseinrichtungen, wie dies bei der Anord nung nach Fig. 2 der Fall wäre (die Führungseinrichtungen sind dort nicht mit dargestellt), um bei der Bewegung des Kabels 4 sicherzustellen, daß es nach wie vor parallel zum Ankoppelschenkel 10 des Resonanzkreises 7 verläuft.In the embodiment according to FIG. 3, the capacitor 12 is an adjustable tuning capacitor 12 'in parallel and at the same time an additional serial inductance 13 is provided, so that the conductor loop 9 is particularly easy to match from resonance at the operating frequency. The decisive different feature of the embodiment of FIG. 3 compared to that of FIG. 2 is the formation of the coupling leg 10 'as a tube which surrounds the cable 4 with play. Through this tubular design, the parallel alignment of the coupling leg to the cable is ensured and no additional guide devices are required, as would be the case with the arrangement according to FIG. 2 (the guide devices are not shown there) in order to move the cable 4 ensure that it still runs parallel to the coupling leg 10 of the resonant circuit 7 .

Die Fig. 4 zeigt schließliche eine Abwandlung der Anordnung nach Fig. 3. Zusätzlich zu der ein Rohr enthaltenden Leiter schleife 9 ist hier eine weitere Leiterschleife 9a vorgese hen, die einen parallel zum rohrförmigen Ankoppelschenkel 10′ verlaufenden Ankoppelschenkel 10a aufweist. Dadurch ergibt sich eine bessere Ankopplung bei gleicher Länge des Ankoppel schenkels 10′, 10a, oder umgekehrt, man kann bei gleicher An kopplung die Mantelwellensperre 7 mit einer geringeren Länge bauen. Fig. 4 finally shows a modification of the arrangement of FIG. 3. In addition to the conductor loop containing a tube 9 here is a further conductor loop 9 a vorgese hen, which has a parallel to the tubular coupling leg 10 'extending coupling leg 10 a. This results in a better coupling with the same length of the coupling leg 10 ', 10 a, or vice versa, you can build the jacket shaft lock 7 with a shorter length with the same coupling.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungs beispiele beschränkt. Das Wesen der Erfindung besteht in der Ausbildung der Mantelwellensperre als getrenntes Bauteil, ge genüber dem das zu entstörende Kabel lose, vorzugsweise be rührungsfrei, verschiebbar sein soll, wobei lediglich eine induktive Ankopplung des Resonanzkreises der Mantelwellen sperre gegenüber dem Kabel gegeben ist.The invention is not based on the illustrated embodiment examples limited. The essence of the invention is that Training the jacket wave barrier as a separate component, ge compared to the cable to be suppressed loose, preferably be should be non-contact, slidable, only one inductive coupling of the resonance circuit of the jacket waves lock against the cable is given.

Claims

1. standing wave barrier on a movable cable, in particular for the supply cable of a local antenna of a magnetic resonance apparatus, characterized by an over the ca ble (4) freely movable, inductively to the cable (4) coupled, preferably fixedly retained, resonant circuit (7) .

2. Sheathed wave barrier according to claim 1, characterized in that the resonant circuit ( 7 ) at least one in a plane containing the longitudinal axis plane lying substantially rectangular conductor loops fe ( 9 ) with a parallel to the cable ( 4 ) provided with guide devices for the cable , Coupling leg ( 10 , 10 ', 10 a) comprises.

3. jacket shaft lock according to claim 2, characterized in that the coupling leg ( 10 ') is a cable ( 4 ) with play receiving tube.

4. Sheathed wave lock according to claim 2 or 3, characterized in that the capacitor ( 12 , 12 ') is installed as a bridge in a cut leg ( 11 ) of the conductor loop ( 9 ).

5. standing wave lock according to one of claims 2 to 4, characterized in that in the conductor loop ( 9 ) in series with the capacitor ( 12 , 12 ') a tuning inductor ( 13 ) is installed.

6. standing wave lock according to one of claims 1 to 5, characterized by an adjustable tuning capacitor ( 12 ').

7. standing wave lock according to one of claims 1 to 6, characterized in that the resonant circuit ( 7 ) is arranged in a shielding housing.